无线视频通信论文

无线视频通信论文（精选12篇）

无线视频通信论文 篇1

在网络时代, 网络通信贯穿于人们生活的方方面面。网络通讯工具的实现、浏览器的进程与web服务器的通信等等, 均离不开Socket。Socket一词最早起源于Stephen Carr在1970年2月发表的论文, 它通常被翻译为套接字, 是存在于应用层和传输层之间的一个抽象层。服务器和客户端各自维护一个“文件”, 在建立连接打开后, 可以向自己文件写入内容供对方读取或者读取对方内容, 通讯结束时关闭文件。

1 Socket通信流程

Socket是“打开—读/写—关闭”模式的实现, 其通信流程如下:

(1) 服务器根据地址类型 (ipv4, ipv6) 、Socket类型, 协议创建Socket;

(2) 服务器为Socket绑定IP地址和端口号;

(3) 服务器Socket监听端口号请求, 随时准备接收客户端发来的连接, 这时服务器的Socket并没有被打开;

(4) 客户端创建Socket;

(5) 客户端打Socket, 根据服务器IP地址和端口号试图连接服务器Socket;

(6) 服务器Socket接收到客户端Socket请求, 被动打开, 开始接收客户端请求, 直到客户端返回连接信息。这时Socket进入阻塞状态, 所谓阻塞即accept () 方法一直到客户端返回连接信息后才返回, 开始接收下一个客户端谅解请求;

(7) 客户端连接成功, 向服务器发送连接状态信息;

(8) 服务器accept方法返回, 连接成功;

(9) 客户端向Socket写入信息;

(10) 服务器读取信息;

(11) 客户端关闭;

(12) 服务器端关闭。

2 建立Socket通信

Socket主要由客户端和服务端两部分构成, 通过服务端与客户端建立通信后, 由服务端向客户端发送相关的指令。

(1) 在服务端, 首先需要申请一个Socket, 然后把它绑定到一个IP地址和一个端口, 开启监听, 等待客户端发来的接收连接。

(2) 在客户端, 也需应该申请一个Socket, 然后连接到服务器的指定IP和端口。

(3) 服务器端接收到连接请求后, 产生一个新的Socket (端口大于1024) 与客户端建立连接并进行通信, 原监听Socket继续监听。

(4) 需要注意一点的是负责通信的Socket是不能无限创建的, 创建的数量和操作系统是有关系的。

3 基于Socket的无线视频传输

利用Socket和Wi Fi技术进行视频传输, 需将捕获到的每帧图像进行转码, 转成适合Socket传输的byte数组的形式, 然后通过Socket通信, 在客户端接收从服务端传送过来的视频, 并进行实时显示。

(1) 在服务端通过调用Marshal类的成员copy函数, 把Image<Bgr, Byte>类型的图片的尺寸转换到byte数组中, 然后发送通过Socket传输发送byte数组到客户端, 这部分C#指令如下:

(2) 在客户端通过Socket传输接收到来自服务端的数组byte数组, 并通过格式转换, 提取数据, 还原成image Box控件能够显示的Image<Bgr, Byte>类型, 然后就能偶在客户端显示服务端接收到视频了。相关的格式转换代码如下:

(3) 调试成功后, 打开服务端和客户端的运行程序, 然后, 点击服务端的Start Server按键, 开启服务, 在客户端点击点击连接, 使服务端与客户端建立通信, 然后在服务端点击Start Capture后, 服务端会接收到本地摄像头的视频, 客户端接收的画面与服务端一致, 视频传输完成。

摘要：详细介绍了Socket通信流程。通过建立Socket通信, 对视频图像进行转码, 利用WiiF技术传输mjpg格式视频流, 在C#制作的客户端能够有效接收视频画面。

关键词：Socket通信,无线,视频传输

参考文献

[1]高伟, 詹胜.基于Socket接口网络通信的实现[J].唐山师范学院学报, 2008 (05) :19-20.

[2]张海深.关于视频编码压缩技术的探讨[J].数字技术与应用, 2013 (02) :12-14.

无线视频通信论文 篇2

一、铁路通信现代化

近十年来,以现代信息技术为核心的高新技术发展为世界铁路注入了新的活力,使铁路在与其它现代交通运输方式的竞争中,重新振兴,进入新的发展时期。

铁路通信是铁路信息化的基础设施,也是提高铁路客货运输服务质量、管理水平和实现铁路现代化及使铁路面向市场的重要手段。建立现代的通信系统,在拓展铁路运输市场、满足用户要求、提高运输效率和服务质量、降低运输成本、优化宏观决策等方面都发挥了很突出的作用。

在20世纪70年代以前,铁路通信网以传统的电话网为主,广泛采用频分复用技术。自从80年代以后计算机技术引入铁路,并与铁路通信与信号处理技术相结合,构成各种铁路运营和管理信息系统,相应地铁路通信网在完善电话网的同时,主要发展数据通信网,使铁路通信开始迈入数字传输的时代。随着铁路非话业务的日益增长,从90年代开始积极研究和开发铁路综合业务数字网(ISDN),传输铁路多媒体信息。

铁路数据通信网是现代铁路通信的核心,它专门为铁路传输交换与收集分配各种运营管理和调度监督等自动化系统的数据,并实现数据一次实时输入,同时按需分发给各种铁路信息系统公用,达到数据资源共享,实现铁路运营管理和列车运行监控的自动化。目前,世界发达国家的铁路数据传输网都已经建立,并投入运用。例如美国的AAR数传 网已用于北美三国(包括加拿大和墨西哥)的铁路运营管理系统、铁路远程信息网络系统、铁路货车档案系统等,并支持北美铁路的电子商务应用。近年来,美国铁路公司的调度中心已经实现计算机化和综合集成化,实现统一调度,它也是基于高速率的数字通信网络。又如法国国营铁路建立的RETIPAC数据网已用于全路联网的客票预定系统、货车管理系统、货运商务管理系统、货车维修管理系统等,它与法国邮电的公用数据网相连通。日本的铁路数据网早在70年代就已建成,已用于全路联网的客票预定、快货运行自动化、集装箱运输自动化、新干线综合自动化、基建管理自动化和编组站自动化等系统，数据量大，传输速率高，并与日本的ISDN网互联。在欧洲各国铁路利用公用数传网相连，建立起泛欧铁路互联数据传输网，称为EURADAT网，目前已有20多个国家参加，采用统一的通信协议和规程。

铁路综合业务数字网（ISDN）是铁路通信网发展的必然趋势，也是铁路实现信息化的基础。近年来，不少国家积极研究和开发铁路ISDN网，例如日本铁路部门提出四步实施计划，即由模拟制式过渡到模拟和数字兼容，再过渡到数字制式，最终建立综合的铁路ISDN网,估计在21世纪初就能实现。德国铁路在80年代就确立了铁路通信数字化和综合化的目标，90年代初完成长途通信干线数字化，并建立数字传输扩充网（INF），进而实现数字移动通信，它们都综合到德国铁路的ISDN网内。瑞士铁路的ISDN网预计在2003年实现,它与铁路ISDN网相连,从而扩大到泛欧铁路的综合业务数字网。

铁路移动无线通信网是铁路ISDN网的一个重要组成部分,它是移 动体接入的主要方式，实现地面对列车的实时远程指挥控制和监视运行，并可与司机直接对话，因此实现固定点与移动体、或者移动体与移动体之间的不间断实时通信联络。目前，日本新干线移动通信网与铁路有线网相连可以提供调度运输业务；并与邮电网相连，可提供公众电话、传真和数据通信。通过移动无线网,使调度中心不但了解列车运行位置和列车设备运用状态等信息，还可以向旅客传送通知、新闻等文字信息显示。德国新研制的移动无线网与铁路和邮电的有线相连，实现行车调度合理化和现代化，提供直拨电话、图文通信等业务给旅客使用。泛欧铁路采用数字蜂窝无线网（GSM－R）建立起欧洲列车控制系统（ETCS）和欧洲铁路列车管理系统（ERTMS），它接入泛欧铁路综合业务数字网内，可用于对泛欧铁路上列车运行的控制和监视，并作故障记录，性能相当稳定可靠。美国研制的先进列车控制系统（ATCS）也是引入蜂窝无线系统，但它采用更加先进的扩频码分多址（CDMA）技术，不仅它的系统容量要比GSM大几倍（决定于扩频增益），而且抗干扰能力更强,因而提高了列车运行的安全性和可靠性。

二、集群移动通信

无线移动通信实现了移动用户与固定用户、移动用户与移动用户之间的实时通信联络，因此得到社会各行各业以及广大用户的青睐。一般来说，向社会群众开放的移动通信，称之为公众移动通信系统，如邮电通信部门所属的企业。另外一类就是属于某一部门或单位内部的移动通信，称之为专用移动通信系统，通常是不对社会用户开放，但是在某些特殊场合也可以两者兼用、以专用为主。无线移动通信根据系统规模和覆盖范围大致可以分为三类，即大区制、小区制和中区制移动通信系统。大区制的业务区半径一般为20公里左右，亦可大到60公里以上，决定于天线高度和发射功率。它的系统容量因受同频干扰的限制一般较小，约为几十至几百个用户，应视地理环境设计而定；但随着多频共同和频率合成等新技术的应用，一个大区制的移动通信用户也可达到几千甚至万户以上。大区制移动通信系统通常采用集群通信方式,它有多个无线频道(每个频道又有许多频率点)按相等可用原则供用户自动选择,当用户搜索到空闲频道时,该次呼叫就告成功;但也可由基站控制终端,利用专用呼叫频道进行分配,此时呼叫成功率较高,但设备利用率却有所下降。

与大区制完全不同的是小区制移动通信系统,它是将业务区划分成若干蜂窝状小区(或微小区),小区的业务半径大致为1.5到15公里,而微小区的半径甚至不到1公里,因此小区制移动通信是依靠蜂窝结构来工作的,通常称为蜂窝通信系统,它每隔2或3个小区就可以重复使用无线频率,因而小区制移动通信系统的容量就很大,通常都在百万用户以上,适合于为广大社会群众服务的公众移动通信系统。

由此可见,小区制移动通信属于大容量、公众移动通信系统,而大区制移动通信则属于小容量、专用移动通信系统;前者采用蜂窝式,后者则采用集群式进行通信运作。至于中区制移动通信则介乎大区制、小容量和小区制、大容量之间,其业务区半径大致为15公里到30公里,系统容量在1000到10000用户之间;其工作方式可以采用集群式、也可以采用蜂窝式,应视业务特点和需求设计而定,因此它可被视为中容 量移动通信系统。目前,在铁路、交通、水利、公安、消防、以及党、政、军事机关内部广泛使用中、小容量的集群移动通信系统,以便适应它们各自的业务需要,而向社会开放的公众移动通信系统大多采用大容量的蜂窝移动通信系统。

所谓”集群”是指多个无线频道为众多的用户所共同,因此集群通信系统就是通过频率共用来缓解频率资源紧缺的矛盾。另外,它又通过将基站集中使用、统一控制,有效地降低了用户建网费用,真正做到统一设置、集中管理,频率共用、按需分配信道,共用业务覆盖区、共享时间、共享通信业务、共同负担费用等一系列优点,是一种多功能而又廉价的先进的自动拨号无线移动通信系统。

集群移动通信的网络结构通常是链状结构,它是由基本系统的单区网叠加而成区域网,并随着业务需求的发展设计成为全国网,其中基本系统可以设计成为单基站或者多基站。在构成区域网时要增加一个具有交换控制功能的区域管理器,以便实现整个区域的系统管理、处理越区登记和自动漫游等功能。图1就是一个多区域控制的网络结构,其中BS为基站、PSTN为公众电话交换网、PABX为单位内部的小交换机。

集群移动通信的控制方式有两种,即专用控制信道的集中控制方式和随路信令的分布控制方式;前者由系统控制器来实现,而后者无系统控制器。相对于一般的无线移动通信系统来讲,集群移动通信的控制功能复杂,要求信令的种类多,信令产生和处理的速度要求快,例如一个信令的传输时间应在几十或者几百毫秒之内,这样才能使系统的接 续时间符合技术指标要求。

性能良好的集群移动通信网可以实现移动台位置登记、用户动态重组、丢失或被盗台的禁用、通话计时计费、移动台越区自动切换频道、以及强插、强拆、同播和接入公众网等功能,因此它比公众移动通信网的功能还要强,有时也可设计成公众与专用合一的无线移动通信网。

就通信业务而言，集群移动通信主要用作专业调度网，因此其基本业务是通话，但也可以兼作状态信息、控制信息等数据传输和传真业务。其主要呼叫终端是调度台、移动用户或PABX、PSTN用户, 后者与控制中心的连接是通过光缆或电缆，因此集群移动通信包括无线与无线，或者无线与有线之间的通信联系。根据业务需求，集群移动通信的呼叫类别可以有多种选择，如个别呼叫、组呼（或群呼）、系统全呼（广播呼叫）等，系统内的用户要按级别划分，其中紧急呼叫为最高优先级别，其次是首长呼叫或调度台呼叫。对于区域网的用户在开机时就定期向系统自动登记，当用户跨越基区时可以自动漫游。

下面是我国铁路集群移动通信网的简要情况，其网络结构已如图1所示，在分局（或路局）所在地设置集群移动交换机（即控制中心），在铁路沿线设置基站（一般是车站所在地），移动通信交换机的容量和基站的信道数量要根据用户数量和话务量多少来定，在基站与控制中心之间用电缆或光缆连接。该系统采用异频双工制式，工作频段为450MHZ，在单区内的信道数少于10个，当信道数目超过12个时，可以组成多区域网络结构。在单区内采用随路信令的控制信道方式，当组成多区域网络时可采用专用控制信道方式。经统计，该系统在正常情况下无线频道的呼损率小于10％，用户的呼叫成功率达到90％，超过了美国EIA的陆地移动通信标准。

三、无线调度通信

在铁路、交通、电力、水利及工矿企业等部门都有专门运作调度业务的通信系统，称之为调度通信。它可分为有线和无线两大类，前者是面向固定点对固定点的调度通信，而后者则是面向固定点对移动点、或者移动点对移动点的调度通信。但在覆盖范围大的调度通信系统内往往既有有线、又有无线部分，人们统称为调度通信。对于铁路、交通等运输部门，则以无线调度通信更为重要，因为这些部门的移动台数量多，组网比较复杂。

简单地说，调度通信的功能主要是采集有关业务数据，并传输给调度员或中央控制中心；与此同时，调度员或控制中心还要向调度区内的用户终端发布控制信息和警告信息，以便实时调整业务状态达到最佳。以铁路调度通信为例，分局（或路局）调度员要及时了解各趟列车的行车信息，如车次、车种、列车等级、运行时间、停靠时间、列车到发间隔时间等，这些信息可从车站值班员（或司机）那里，通过通信传输了解到，这就是采集数据。随后，调度员要根据情况在原有运行图的基础上进行必要的灵活的调整，再把调整后的信息通知车站值班员（或司机），以便合理地安排进路和控制运行时间。当然，这些工作可以由人工操作来完成，也可以用计算机来辅助操作，但调度员决不可缺少，计算机只是起到减轻调度员的工作负担，以及发挥某 些延伸功能。显然，铁路调度通信对于保证运输安全、提高运输效率起到十分重要的作用，特别是在紧急情况下更为重要。

但是原有的我国铁路调度通信比较落后，就拿无线列车调度来说，它不仅功能简单，而且传输不可靠。它本质上属于同频对讲系统，只要符合频点就可以在该系统内进行通信，因而不但存在严重的同频干扰，而且缺乏保密性，有时还会产生强信号抑制弱信号的阻塞现象，造成通信中断。另外，原有的无线列调功能单一，主要是通话业务，不能适应列车自动控制(ATC)的需求，因为后者要求传输其它列车数据，如机车车况、车辆轴温、行车控制等信息。但是随着集群通信技术的发展和应用，采用集群式无线调度通信已成为必然趋势。铁路集群式无线调度通信具有多信道、大容量、满足多种通信业务需求等特点的综合移动通信系统，它是适用于铁路运输现代化的先进的无线调度通信系统，因此铁路部门领导已明文规定在已建立集群调度通信的地区，一般不再发展各单位专门的单一功能的无线通信系统，如工务、巡道、电务维修、施工抢险、以及用于调车、列检、客货服务指挥等无线专用通信，但公安单位除外。

铁路集群调度通信的主要业务内容是个别选呼、组呼、群呼和各种信息数据传输，系统采用集中控制信道方式，能够满足强拆、强扦、动态重组、跨区调度和系统联网、自动漫游等需求。目前，我国铁路上采用的是美国摩托罗拉公司生产的Smartzone模拟集群通信设备，它符合公开信令标准MPT137，以保护系统设备的通用性，便于维护。它用于无线列调的工作频段是457－468MHZ，用于站调的是413－ 419MHZ；笼统地讲就是在450MHZ频段内工作，目前在繁忙干线上已经建成集群调度通信网的有京广、京沪、京哈、陇海、京

九、京秦等多个区段，共计1万公里左右，基本上适应这些干线的运输生产需要。在积累使用经验的基础上，还准备进一步发展数字集群调度通信，以扩大其功能，特别是引入先进的数字集群通信设备，以便加速形成铁路数字移动通信体制，推动行车指挥自动化和列车自动控制技术的发展和应用。现有以欧洲推出的TETRA为代表的数字集群通信产品，它是建立在泛欧数字移动通信GSM体制基础上开发的，用于欧洲铁路控制系统（ETCS）内的铁路专用通信设备，估计到21世纪初期具有公开信令标准的TETRA数字集群调度系统将会以极快的速度占领铁路市场，有关部门正在考虑和规划之中。

虽然数字集群与模拟集群通信相比具有很多优点，例如系统容量大、频谱利用率高、调度指挥功能强，特别是可以传输多种媒体业务，如话音、数据、图象等，实现声、光、电俱全的多媒体调度通信。但是，由于在研制开发初期的成本比较高、因而价格昂贵；同时性能尚不够稳定、使用经验尚不成熟，这些都构成不能马上推广应用的原因。因此，目前采用技术较为成熟的模拟集群调度通信仍不失为明智之举，图2 就是一个铁路区段集群调度通信系统的例子，其中包括控制中心、基站、车载台等设备。

该系统的控制中心到基站是用光缆连接,其它部分是无线移动通信。集中控制功能就设在分局调度所的控制中心,除了能实现单呼、群呼、全呼和电台互联外,还便于对系统实现集中控制和统一管理。因此 它有较强的指挥调度能力和管理控制能力,还具有自我管理能力,即不间断地进行自检和诊断。它的组网能力也很强,实现按优先级呼叫、动态分配信道, 通话限时、自动关闭非法用户、系统话务统计、故障诊断与弱化、快速信令、自动回叫、紧急呼叫等一系统调度通信功能。另外,它具有传输短数据业务的能力,如时间、地点、车速等信息以及简短的调度命令;至于长数据业务可以利用通话间隙时间分组传输,而短数据业务可利用控制信道。根据铁路的具体情况,要求电台发射功率固定,例如基地台为20瓦、车载台也是20瓦、手持台(手机)则为5瓦。另外,在区间优先级的设定为调度员对司机是一级, 司机对车站是二级;在站场优先级的设定为调车长对司机是一级,调车长对调度员是二级。经使用表明,该系统联网后可以实现自动漫游功能(依靠基站和控制中心),在调度网内的传输质量达到规定要求,如信噪比不小于20分贝,在连接市话网时甚至达到不低于29分贝。在基站的控制单元内设有数据库,它存储有关用户的资料,司机在出乘前要设定车次识别号码,并由基站传送到控制中心。其它功能要求;应在系统设计时统一考虑。

四、GSM－R标准

GSM（Global System for Mobile Communication）是欧洲标准化组织ETSI提出的一种数字蜂窝移动通信标准，它的构想起源于1982年，由欧洲邮政与电信大会（CEPT）的移动通信特别组负责，并在ETSI的技术委员会领导下具体制定GSM的标准化工作。它的第一代产品是GSM phase 1，于1992年结束，接着是GSM phase 2，也于1994年结束；现在是采用GSM phase 2＋。据统计，到1999年9月全 球已有129个国家或地区的350 个运营者采用GSM标准，占全球所有移动电话用户的64％。我国的GSM用户已达2800万，成为目前我国数字移动电话的主流模式,并已与48个国家和地区开通国际漫游。

GSM的工作频段是900MHz ,移动端发送频率为890－915MHZ（基站接收），基站发送频率为935－960MHz〔移动端接收〕。但为了弥补在城市中漫游时可能产生的盲点，现已开发1800MHz 频段作GSM用，并实现GSM双频手机，它在两个工作频段内自动切换，以保证通信质量。通常GSM工作在900MHz频段，当网络阻塞或信号减弱时切换到1800MHz频段，从而增加系统容量，并减少掉话率。

GSM的主要业务包括用户终端业务、承载业务和补充业务三大部分，其中用户终端业务是最基本的。用户终端业务包括通话、短消息服务（SMS）、传真和语音信箱；承载业务则包括300、1200、2400、4800、9600bps速率的分组数据传输；补充业务有很多，如主呼号码显示（CLIP）、主呼拒绝显示（CLIR）、呼叫转移（CFU）、呼叫等待（OW）、锁闭呼出（BAOC）等。

GSM标准的载波间隔为200KHz，采用ACELP语音编码方式，其编码速率为13kb/s，调制方式采用GMSK，调制速率为270千波特。GSM采用时分多址CDMA方式，每帧分为8个时隙，在通话时每个用户只允许占用一个时隙，而在分组交换时允许一个用户分配多个时隙。GSM的帧结构有四个层次，即帧（Frames）、复帧（Multiframes）、超帧（Supperframes）和高帧（Hyperframes）；其中帧由8个时隙组成，长4.615ms；复帧有26复帧（12ms）和51复帧〔235ms〕两种；超 帧由2651个帧组成，长6.12s；高帧由2048个超帧组成，长3小时28分54秒左右。

GSM的逻辑信道分两种，即业务信道和控制信道，前者传输编码语音或用户数据，后者传输信令或同步数据。GSM 的控制信道又分广播信道和公共控制信道两类，前者作为频率校正、时间同步、广播控制、分组广播控制等用途；而后者可作寻呼、随机接入、接入允许、通知信道等。

目前双频工作模式的GSM phase 2＋已经变成全欧数字移动通信的标准模式，正在向第三代移动通信UMTS过渡，并与国际电信联盟（ITU）制定的IMT－2000标准靠拢。作为一种过渡标准采用GPRS（General Packet Radio Service），它是在GSM原有网络结构的基础上增加了2个网络节点〔SGSN和GGSN〕，理论上可为用户提供高达170kb/s以上的分组数据服务，实际上可达115kb/s，基本满足传输多媒体业务的需求。最近又推出EDGE（Enhanced Data rate for Global Evolution）标准，它采用8PSK调制方式，将GPRS原来170kb/s速率提高到384kb./s，并实现GSM 网络漫游，更加接近第三代移动通信的要求。

GSM－R与GSM在网络的网元结构、标准接口上都没有大的区别，主要区别在于根据铁路通信网的特殊性，如功能编号、紧急状况处理、定位信息应用、控制调度信息等，引起网络结构和规划方面要作相应调整。GSM－R的工作频段与GSM相同，876－915MHz用于移动端（基站接收）、921－960MHz用于基站（移动端接收）。GSM－R是欧洲铁路未来的数字移动通信标准，它已得到欧洲议会的通过，并已有超过30个成员国参加。GSM－R的优点是它具有ISDN特性，可支持众多应用，包括多媒体业务和调度作业。另外，它在欧盟各国铁路间具有互操作性、有效利用资源（包括频点和网络资源）、具体开放性、便于推广应用和维护、降低成本等优势。GSM－R在铁路上的应用可归纳为下列几种：

1、在铁路信号方面的应用，包括自动列车控制（ATC）和远程控制进路等；

2、与列车有关的语音通信，包括列车调度、应急广播、编组调车、工务维护、列车间通信等；

3、局域网和广域网通信，它们与行车有关的调度指挥；

4、面向旅客的信息服务，如预售票、时刻表、电子商务等。

GSM－R已在法国、德国、意大利等欧盟国家试验运行，其结果是相当满意的，在高达500km/h的车速下可以实现无缝通信，切换成功率高达99.5%，并能保证隧道内通信，传输性能可靠，车站覆盖广，通话建立时间短。尽管GSM－R在欧洲实施才开始，但欧盟计划用10－15年时间将既有欧洲铁路全部更新为GSM－R标准，成为铁路数字移动通信的主流模式。

五、TETRA标准

国际上较为流行的数字集群系统有7种，其中3种系统采用频分多址（FDMA），3种采用时分多址（TDMA），另外一种则采用跳 频加时分，即FHMA方式。基于对频谱效率等多方面的考虑，FDMA远不如TDMA好，而FHMA方式目前尚未公开，通常用于军事通信，因此优先考虑TDMA方式的数字集群系统是我国引进和开发的重点。经过大量的调查研究和深入分析，对同样采用TDMA方式的TETRA（泛欧）、iDEN（美国）、iDRA（日本）3种产品进行详细比较，最终决定选择欧洲标准TETRA作为我国数字集群系统的主流模式，并为此编制了我国数字集群移动通信体制的国家标准（征求意见稿，1999年）。

TETRA标准最早是在1994年芬兰诺基亚公司提出的，经过欧盟技术委员会移动通信组的讨论和完善，终于成为泛欧数字集群移动通信系统的标准，并在欧洲的公共安全系统中首先得到应用，如芬兰的VIRVE、瑞典的RAPS、英国的PSRCP、比利时的ASTRLD、荷兰的C2000、德国的BOS，此外还有意大利、澳大利亚、丹麦、挪威、西班牙、葡萄牙、希腊等150多万用户。

与其它数字集群系统相比，TETRA具有以下明显的优势：

1、标准开发，有利于国际竞争，不会造成独家垄断的局面；

2、在成本价格、维修服务等方面便于用户选择；

3、组网灵活，适用于大、中、小各型调度指挥系统，其模块式结构便于系统扩大升级；

4、功能齐全，并便于按需选配，例如配置基本的调度业务外，还可以配置公共安全等多种需求；

5、既适用于专用网，也适用于社会化管理的调度网。TETRA采用时分多址TDMA方式，一帧内划分4个时隙，每个时隙长14.167ms，故帧长56.67ms。其帧结构为3层，由18帧组成复帧，长1.02s；再由60个复帧组成高帧，长61.2s，国外早期采用工作频段为410－430MHz，今后规划占用450－470和870－876/915－921MHz新频段，我国则采用806－821MHz（移动端发）和851－866MHz（基站发）。其载波间隔为25KHz，话音呼叫占用一个信道，数据传输可占用4个信道，由此若与GSM在频率利用率上来比较，则GSM是200KHz载波共用8个信道，而TETRA是25KHz载波共用4个信道，或者32个信道共用200KHz载波，后者的频率利用率要比前者高4倍。

TETRA标准的基本业务内容是语音和数据业务，其中语音业务包括组呼、广播、半双工选呼、电话模式呼叫、优先级呼叫、主呼方识别、来话限制、去话限制、呼叫转移、呼叫会议、呼叫监测和强插、调度授权呼叫、紧急呼叫识别、回交请求、选择提示、缩位号码等。数据业务则包括状态数据业务、短消息业务（固定长度为16/32/64比特，可变长度为0－2047比特）、电路模式数据（无保护时7.2－28.8Kbps，保护时4.8－19.2Kbps，强保护时2.4－9.6Kbps）、无连接分组数据（CLNS）4.8－19.2Kbps，以及面向连接分组数据（CONS）X.25。此外，用于公共安全中的补充业务有调度员授权呼叫（CAD）、区域选择〔AS〕、接入优先级（AP）、优先级呼叫（PC）、迟后进入（LE）、抢先优先级呼叫（PPC）、监听（AL）、以及动态重组（DGNA）等。从业务性质上来区别，语音通信属于用户终端业务，数据传输属于承 载业务，其它则为补充业务。此外，TETRA可以选择有鉴权、无鉴权、单向鉴权、或双向鉴权等功能；还可选择网络在空中接口对用户详细进行加密，对特殊用户还可在此基础上采用终端加密方式。

TETRA具有3种不同的接口，它们是空中接口（AI）、系统接口（ISI）和外围设备接口（PEI），后者又称终端开发数据接口。其中空中接口是数字集群系统的重要接口，它包括网络协议结构，物理层、数据链路层、网络层的功能，语音信号处理，数据传输的差错控制，以及各逻辑信道的用途等。系统接口是指不同厂家的数字集群交换机之间互连的接口，而外围设备接口则是指用户连接的计算机或专用数据设备。由于专用网使用部门的多样性，需要连接的有线通信网（如PSTN、ISDN、PTN、DDN等）也各异，因此网络接口应根据具体用户需求来配置、TETRA提供不同等级的保密性能，对于用户安全性要求不高的系统可以不配置鉴权功能，也可以配置防止非法盗用的鉴权功能，但对传输的信令和信息不加密；用户在系统登记后用假名地址隐藏用户识别码，也可以选择鉴权功能。对于较高安全性要求的系统，用户终端可用32组静态密匙对传输的信息加密，用静态密匙加密的系统也可以选择鉴权或无鉴权功能。对于很高安全性要求的系统，需要配置双向鉴权功能，即网络基础设施对用户和用户对网络基础设施同时鉴权，经过鉴权产生导出密匙来对信令和信息加密。

TETRA的编号原则是设定用户的机内码，它包括国家代码、网络代码和用户识别码3部分，其中国家代码用于国际间漫游通信，如果 专用网不需要国际漫游，则就可以不设国家代码，以节省编号资源。网络代码是由主管部门设定，而用户识别码则由用户组织或运营商分配，共有1667万个用户识别码。每个用户只有一个单呼识别码，但可以有多个群呼识别码。用户群可以按等级分组，如群、队、组、小组等4级，它们的号码也是按需分配。

TETRA可根据用户规模分成单中心集群系统和多中心集群系统两种网络结构，体现组网的灵活性，以便适应大中小容量和各种覆盖分布与网络拓扑的调度系统要求，基站与交换中心间的数字接口也是64kps或2Mbps两种速率。在网络外，TETRA具有直通工作模式，运营者可以对集群方式进行调整，使系统工作于消息集群/传输集群/准传输集群等不同模式。如果系统要求配有直通方式，也可以选择移动台对移动台、移动台对转发器再对移动台，或者移动台对转发器再通过网关转成集群移动台等方式进行通话。

总起来看，TETRA与GSM相比较具有明显的优势，例如：

1、快速的呼叫建立；

2、先进的数据功能；

3、灵活的组网管理和可靠传输；

4、具有直通模式工作；

5、空中接口鉴权和加密；

6、用户终端加密；

7、适用于调度指挥和半双工组呼；

浅析无线通信 篇3

关键词：无线通信；蜂窝技术；编码；传输

中图分类号：TN92文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 07-0000-02

Wireless Communication

Wu Di,Sun Chao,Yao Hui

(College of Communication Engineering,Jilin University,Changchun130012,China)

Abstract:This paper describes the simple concept of wireless communications and wireless communications and cable networks to compare lists the advantages and disadvantages of wireless networks.Outlines the development of wireless communications,and from the wireless communication technology and wireless communication describes two types of wireless communications.

Keywords:Wireless communications;Cellular technology;Coding;

Transmission

无线通信（wireless communication）是利用电磁波信号可以在自由空间中传播的特性进行信息交换的一种通信方式，近些年信息通信领域中，发展最快、应用最广的就是无线通信技术。在移动中实现的无线通信又称为移动通信，人们把二者合称为移动无线通信。

一、无线通信与有线网络比较

在许多场合，相对无线局域网而言，有线局域网仍然是更好的选择。有线局域网的价格更便宜、更可靠、更易于管理，并且更易于故障维修。但有线网有以下优点：

1.介质方面：无线网络可以使用户能够从无线网络范围内的几乎任何地方访问网络；

2.成本方面：无线网络不需要在网络的工作站和外围设备到因特网网关之间铺设电缆和安装电缆的花费，避免了用户与用户之间连接的花费；

3.与有线网络相比，无线网络更具有扩展性；

4.具有协同工作性和便携性；

5.与现有网络的整合较好；

6.应用领域广泛。

无线通信的问题和局限性：

1.无线传输需在分配好的射频带宽内；

2.射频干扰（RFI）影响通信质量；

3.无线网络通过空中发射数据，为中途截取信号提供了机会，存在一定的安全隐患；

4.射频（RF）设备所使用的射频频段中的能量对人体具有伤害，是否对人体健康产生威胁还不确定。

无线通信已快速席卷整个世界，它已经深入我们的生活当中，正在改变我们的生活方式。例如，移动电话已经代替大部分座机，使我们通信更为方便。

二、发展过程

古列尔莫•马可尼在1896年发明了无线电报，这时最早期的无线通信。在20世纪30年代到40年代，短波无线电产生。20世纪50年代和20世纪60年代期间，AT&T的贝尔实验室和全世界其他的通信公司一起，提出并发展了蜂窝无线电话的概念和技术。在60年代时，移动双向无线电产生，同时通信卫星首次发射。在20世纪70到80年代实现了蜂窝电话技术。在80年代以后无绳电话才出现并广为使用。之后，WiMAX、Mobile-Fi、ZigBee、ultrawideband和光纤通信卫星逐渐发展起来。

无线移动通信系统到现在经历了三代的发展。第一代系统先进移动电话系统（Advanced MobilePhone System，AMPS）实现了蜂窝的概念，包括频率复用和切换。AMPS是一种模拟蜂窝电话业务，允许用户在一个国家内建立语音呼叫。90年代后期，AMPS得到了改善，可以提供美国和其他国家之间的漫游。另一方面，全球移动通信系统（Global System for Communication，GSM）、个人通信服务（Personal Communication Service，PCS）IS-136和IS-95组成了第二代（2G）系统，它能够提供更加强有力的功能，如语音编码、数字调制、前向纠错和信道均衡。为了桥接2G和3G技术，引入了EDGE和GPRS，这些系统通常被称作2.5G技术。第三代（3G）技术的产生源于制造商而不是运营商。1998年，通用移动电信系统（UMTS）、TIA45.5和中国/欧洲分别开发了宽带CDMA（W-CDMA）、cdma2000和3G时分多路（TDD）。

三、无线通信技术

下面介绍一下有个无线传输的基本技术以及无线传输中模拟数据和数字数据的编码技术。

（一）天线和传播。天线可以看作一条电子导线或导线系统，该导线系统或用于将电磁能辐射到太空或将太空中的电磁能收集起来。要传输一个信号，来自转发器的无线电频率电能通过天线转换为电磁能并辐射到周围的环境中（大气、太空和水）。要接收一个信号，撞击到天线上的电磁能会转换为无线电频率的电能并合成到接收器中。由天线辐射出去的信号以以下三种方式之一传播：地波、天波或直线LOS。

（二）信号编码技术。以下三种技术与无线通信密切相关，且广泛应用于无线环境中。数字到模拟：数字数据和数字信号必须转换成模拟信号进行无线传输。模拟到模拟：基带模拟信号，诸如话音或视频通常都必须调制到高频的载波上进行传输。模拟到数字：先于传输之前，通常将话音数字化后再在导向或非导向的媒体上传输，这样可以改进传输质量并可利用TDM方式。对于无线传输来说，结果得到的数字信号必须调制到一个模拟载波上。

（三）扩频。扩频技术最初是针对军事或情报部门的需求而开发的。它的基本思想是将携带信息的信号扩展到较宽的带宽中，一家大干扰和窃听的难度。开发出的第一种扩频技术称为跳频，更新的一种技术是直接序列。这两种技术都在各种无线通信标准和产品中得到应用。

图一 扩频数字通信系统的一般模型

（四）差错控制。无论传输系统如何设计，差错总会存在，通常使用三种方法处理数据传输中的差错问题。差错检测码、插错纠错码，也称为前向纠错FEC、自动重发请求ARQ。差错检测码仅仅检测差错的存在。通常，这样的编码会结合在数据链路层或传输层采用了ARQ机制的协议一同使用。采用ARQ机制，接收端丢弃检测出差错的数据块且发送端要重传这样的数据块。FEC编码的设计不仅可用来检错，而且可用来纠错，这种编码可避免重传操作。FEC机制常用于无线传输中，因为这种环境下重传机制的效率非常低，且差错率会很高。

四、无线网络类型

现今的无线网络基本上是按下述概念和标准实现的，即首先实现移动台到基站的连接，然后将基站和移动交换中心（MSC）连接起来，接着是MSC到公用电话交换网（PSTN）的连接，最后实现世界范围内MSC之间的相互连接。无线网络类型内容包括：基于卫星的网络、蜂窝网络、无绳系统、固定无线接入系统以及提供Internet及Web接入的移动IP和无线应用协议（WAP）的使用。

（一）卫星通信。卫星通信简单地说就是地球上（包括地面和低层大气中）的无线电通信站间利用卫星作为中继而进行的通信。卫星通信系统由卫星和地球站两部分组成。卫星通信的特点是：通信范围大；只要在卫星发射的电波所覆盖的范围内，从任何两点之间都可进行通信；不易受陆地灾害的影响（可靠性高）；只要设置地球站电路即可开通（开通电路迅速）；同时可在多处接收，能经济地实现广播、多址通信（多址特点）；电路设置非常灵活，可随时分散过于集中的话务量；同一信道可用于不同方向或不同区间（多址联接）。

（二）蜂窝式无线网络。蜂窝的概念是把整个覆盖范围划分成小的单元，每个单元复用频带的一部分以提高频带的利用率，其代价是更多的系统基础设施的开销。实际上，蜂窝系统中关于无线频谱分配的基本概念和FFC使用的频谱分配的方法相类似。蜂窝技术是移动电话、个人通信系统、无线因特网、无线Web应用以及其它更多技术的基础技术。蜂窝式系统的运行如下：每个蜂窝区大致的中心点有一个基站（BS）。每个基站连到一个移动电话交换局（MTSO）每个MTSO为多个基站提供服务。MTSO连接移动设备间的呼叫。MTSO也连到公共电话或电信网络，且能够连接公用网的固定用户和蜂窝式网络的移动用户。MTSO为每个呼叫分配话音信道，执行越区切换，并根据计费信息监控呼叫。

（三）无绳系统和无线本地环。标准的无绳系统是由无绳电话演化而来的。最初，为了给居所和小区办公室的用户提供移动性，人们通过将手机和电话的其余部分分离和提供一种简单模拟无线链路的方法开发了无绳电话。随着技术的提高数字无绳电话也被开发出来。现在已扩大了无绳系统的应用范围。首先，无绳系统中同一个基站能支持多个用户，这既包括多个电话手机，还包括语音和数据设备。其次，无绳系统能在多种环境中工作，如居所、办公室、公用无绳电话站。尽管对于无绳电话已提出了大量不同的标准，其中最著名的仍是欧洲开发的数字增强无绳电信（DECT），美国的同类标准被称为个人无线电信（PWT）。

在本地环路或用户环路上，为终端用户提供话音和数据通信的传统的方法是由无线系统提供的。当用户要求更大的容量、特别是支持因特网应用时，传统的双绞线技术变的不能满足要求。电信提供商已开发大量技术来满足要求，包括ISDN（综合业务数字网）和名为xDSL的数字用户环技术群。另外，有线运营商已经使用电缆调制解调器技术引入双向高速服务。这些方式总体上被称为无线本地环（WLL）或固定无线接入。

（四）移动IP和无线应用协议。移动IP技术是移动节点（计算机/服务器/网段等）以固定的网络IP地址，实现跨越不同网段的漫游功能，并保证了基于网络IP的网络权限在漫游过程中不发生任何改变。

无线应用协议（WAP）是WAP论坛开发的一个通用的、开放的标准，它为使用无线电话的用户和使用其他诸如寻呼和个人数字助理（PDAs）等无线终端的移动用户提供电话和信息的接入，包括因特网和Web。

参考文献：

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[2]Yi-Bing Lin Imrich Chlamtac.无线与移动网络结构[M].方旭明,林楷,张雪竹,赵旸

[3]Theodore S.Rappaport.无线通信原理与应用（第二版）[M].周文安,付秀华,王志辉,宋俊德

无线视频通信论文 篇4

UWB主要应用于短距离的无线通信,无线的高速率个人区域网(WPAN)具有非常低的传输率和精确的定位能力,目前,在日益缺少的无线电频资源无法再生的情况下,无线通信的分配后的资源可供人们有效地使用,可见,它的这种优点也使其他形式的无线通信系统所进行的电磁兼容得到加强,更是在对其的生成问题上有很大影响。

1 电磁兼容概述

电磁兼容性(EMC)指的是设备以及系统在电磁环境里既要符合运行要求,又不能对其环境里的任何设备带来不能忍受电磁的干扰能力。因此,EMC有两方面具体要求:(1)设备正常运行的过程中要对所在周围环境产生电磁的干扰的有限值不能被超越;(2)器具对周围环境所存在电磁的干扰要具有一定的抗干扰度,也就是我们常说的电磁敏感性。

EMC包含EMI(电磁干扰)和EMS(电磁耐受性),所谓EMI指的是机器执行自身具有的功能时所产生的不利于系统的大量电磁的噪声;EMS指的机器执行自身具有的功能时不受到周围电磁的环境影响力。

2 单个 UWB 设备进行电磁兼容的分析方法

单个UMB装置和其他形式的无线通信系统间彼此相互干扰于已设定UWB设备及与其它形式系统之间存有的安全距离内对单个UWB做出研究,确定出UWB发射时最大功率或者于已给出UWB设备发射最大功率时此种操作模式下,对其他无线通讯系统的性能、容量等方面不产生影响,将两者间的距离定在最小范围内的基础上再来考虑:受干扰的设备的发射信号功率谱的形状、灵活度、路径损害以及UWB信号脉冲的重复频率和UWB信号脉冲的反复频率。

2.1UWB 设备在最大有效等向发射功率时的计算方法

假设在只有单个形式UWB设备,于给定单个的UWB设备和其它的系统的安全距离时,将UWB设备的最大EIRP给予确定:

上式中:EIRPMAX为UWB设备于参考宽带内最大地EIRP值。

其中,ELRPMAX作为UWB的参考宽带范围内的最大ELRP, 我们用DBM/BREF来表示,受干扰的接收器能承受最大的干扰值为用DBM/BREF来表示,当系统发生不符合条件上述性能情况之时所带中平均干扰值用来确定出IMAX, 通常情况下会利用所受干扰接收器所接预期信号强度与信号冗余的和再减去载噪比来表示。

宽带的纠正因子:BWCF,用在UWB的信号PRF,BEF和BIF(受干扰的接受器)的频带宽之间用来做补偿,假设UWB对整个接收器的频带宽上的辐射非常均匀。关于UWB的无抖动发射如表1所示。

对于收发天线(LP) 的传输路径的损耗用DB表示 ,LR为插入的损耗,即接收器和接收天线之间的损耗。

2.2最小距离计算方法

考虑到两系统间的电磁兼容性影响因素:建立系统的发射功率时,为避免其对其它系统带来干扰,这需要估算出两个系统间的最小距离加以计算得出最小传输路径损耗,其后再利用合适的路径损耗模型,选择合适的参数,就可以将其转换为路径损耗的最小距离,受干扰设备的用PRX, 来表示设备灵敏性,用SMAR, 来表达系统的期望信号冗余,可用C/N代表设备的灵敏度的载噪比。

3 多个 UWB 设备基于电磁兼容方面的分析法

3.1 傅立叶变换法

若假设UWB设备在均匀分布状态下放置于受干扰的接收器干扰周围,并把受干扰接收器放在中心位置上。再用傅立叶的变换法对多个UWB发射器的冲击脉冲f(t) 进行计算 , 角频率为:脉冲宽度为, 代表脉冲中心频率。这样的情况下把受到干扰的接收器存于带通滤波器里,此刻信号峰值便会从冲击脉冲以及傅立叶变换成受干扰接收器频率,再利用乘法计算而得出,受干扰接收器天的场强计算公式为:

该情况下用d来表示多个UWB发射器与受到干扰的接收器间的距离。将所有UWB设备效应进行加法求和,便可得到干扰信号在频带之上的峰值。

3.2积分法

假设uwB发射机 (Tr) 受干扰的接收器 (Rx) 在受到干扰时,将其均匀的安置于该环形的区域,再假定UwB发射的功率全部符合相等的情况,此时,已受到干扰接收器其R米定义在微分的环形区域里,面积是:dA=2πrdr,所包含UWB设备他们的总发射功率为以下公式表示:。UWB设备功率为PT,用GT表示天线增益,用N来代表发射器密度。

3.3总和法

该方法假定UWH发射器位置分布在存有间隔的同心环上,且其空间之上各个环均被均匀地分布在整个受害的干扰中心,由于每个环上的发射机具有相等距离和具有相同的路径损耗,当计算环上每一个发射器上全部的光谱功率的通量密度时,可以得出其接受天线合成光谱的通量密度总值。

在假设用N来表示用户密度,而发射器则位于最外环上并以R0来表示,而R1来表示最内环,此时得到的发射器于整个环面内数量。再经过计算得出环中心全部的发射器所受到的干扰接收器上的总功率的通量密度。用G1代表发射器天线增益,得出总谱功率的通量密度。

3.4蒙特卡罗法

该方法是利用随机的概率得出值加以计算,拥有不确定性质的变量因素,在恰好加入适合的数学模型下生成大量的数据,得出的值可当做统计的结果。其中有效性与精度依赖于其受干扰的条件,根据不同的条件来进行数学模型准确性与测试数量计算。

蒙特卡罗方法假定 , 先把被受干扰接收器以均匀方式分布与干扰器的范围运行,再逐个施加到各个接收器的发射功率、损天线增益以及接收器包装与频率间隔加以干扰进行确定,观察载波的干扰低于保护合成载波噪声比N时,将被认定的干扰。合成的载波干扰比时等于载噪比GN与预期信号冗余的和,就是所需的信号电平和噪声门限之间的差。

4 电磁兼容分析新方法

4.1幅概分布法

该法用在无线电工程之中,主要用于描述信号和幅度统计特性等。常表示这种信号的幅度显然有极大程度上高出门限值概率的情况发生。经观察得到此种信号的幅度几乎没有大于高电压值的现象产生。

4.2幅度概率频域分布法

为了能够直观准确的观测到信号在不同频率的APD的分布状态,可将频率域信号用APD做出分析,实际应用中采用计算出均方根 (RMS)统计量。

综上所说,APD上所分析对象并非完整的信号,只是频率在某一频段部分信号,因此对于窄带业务,只有在被其它附带宽带覆盖范围中信号干扰才能对其造成影响,而范围外信号即便干扰性能有多强,对它也产生不了太大的影响。

5 结束语

电力通信中的无线通信组网 篇5

目前，电力通信专网大量的使用了光纤这种方式组网，一旦出现自然灾害，将对光缆的正常运行造成严重的威胁，很可能出现光缆大面积中断的情况，而光缆的抢修又要在条件满足的情况下进行，需要的时间比较长，这将对电网的安全运行造成严重影响。

二、无线通信组网技术

无线通信一般由无线基站、无线终端及应用管理服务器等组成，目前基于该技术的无线通信技术主要有：WLAN、WiMax、WMN、3G等4种技术。

(一)WLAN技术

1.WLAN是利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线局域网LAN的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随意的宽带网络接人。

WLAN技术也称为wi-Fi技术，目前有三个IEEE标准。

Wi-Fi的覆盖范围可达90m左右，传输速度快，802.11b的带宽可以达到11Mbit/s，而802.11a及802.11g更可达54Mbit/s。

该技术可以组建无线局域网，特别在同一层楼内的办公室可以使用无线办公，其传输速率可以有效的满足宽带联网的需求。

2.WIAN组网方案，即由AC(接人控制点)+AP(接入点)+无线网卡+网络管理组成。

3.尽管Wi-Fi技术已经在应用非常广泛，但是它依然在安全性上存在一定的安全隐患，Wi-Fi采用的是射频(RF)技术发送和接收数据。

由于无线网络使用无线电波传输数据信号，所以非常容易受到来自外界的攻击。

(二)WiMax技术

1.WiMax技术简介

WiMax使用的标准有802.16d和802.16e两个标准，无线信号传输距离最远可达50公里。

WiMax是一项新兴的无线通信技术，能提供面向互联网的高速连接，适用于静止和半静止状态访问网络，其传输速率可达10M-70M左右，能完全满足宽带上网的需求。

802.16e标准定义了空中的物理层与MAC层，802.16e接入IP核心网，也可以提供VIP业务，支持一点对多点的结构。

WiMax是提供最后一英里的无线宽带接入技术，可以替代现有的有线和DSL连接方式来。

WiMax将提供固定、移动、便携形式的无线宽带连接，并最终能够在不需要直接视距基站的情况下提供无线宽带连接。

2.WiMax组网方案

WiMax系统的网络结构包括WiMax终端、WiMax无线接入网和WiMax核心网3部分，如图1所示。

根据所采用的标准以及应用场景不同，WiMax终端包括固定(802.16-)、便携和移动(802.16e)三种类型。

而WiMax接入网主要指基站，需要支持无线资源管理等功能，有时为方便和其他网络互联互通，还需要包含认证和业务授权(ASA)服务器。

而核心网主要用于解决用户认证、漫游等功能及作为与其他网络之间的接口。

3.WiMax优势和劣势

从安全性看，WiMax提供了加密机制，它在介质访问层(MAC)中定义了一个加密子层，支持128位、192位及256位加密系统，通过使用数字证书的认证方式，确保了无线网络内传输的信息得到安全保护。

从成熟度看，WiMax是一个先进的技术，推出相对较晚，存在频率复用性小、利用率低的问题，但由于最近才完成标准化，该技术的大规模推广还需要实践考验。

从应用前景看，该技术可以在较大范围内满足上网要求，覆盖可以包括室外和室内，可以进行大面积的信号覆盖，甚至只要少数基站就可以实现全城覆盖。

WiMax由于其技术的先进性和超远的传输距离，一直被业界看好是未来移动技术的发展方向，提供优良的最后一公里网络接入服务。

(三)WMN技术分析

1.WMN技术简介

WMN即无线网状网技术，是移动AdHoc网络的一种特殊形态，它的早期研究均源于移动AdHoc网络的研究与开发。

它是一种高容量高速率的分布式网络，不同于传统的无线网络，可以看成是一种WLAN和AdHoc网络的融合，且发挥了两者的优势，作为一种可以解决“最后一公里”瓶颈问题的新型网络结构。

WMN具有宽带无线汇聚连接功能、有效的路由及故障发现特性、无需有线网络资源等独特的优势。

在实际网络发展中，它可以与多种宽带无线接入技术如802.11、802.16、802.20以及3G移动通信等相结合，组成一个多跳无线链路的无线网状网络。

这种无线网状网络可以有效减少故障干扰、降低发射器功率、延长电池使用寿命、极大的提高频率复用度，从而提高网络容量、无线网络的覆盖范围，并有效的提高通信可靠性。

2.WMN组网方案

在使用无线网格网技术建设的网络中，其拓扑结构呈格栅状，整个网络由下列组成部分构成：智能接入点(IAP/AP);无线路由器(WR);终端用户/设备(Client)。

3.WMN优势和劣势

从安全性看，目前802.11Mesh网的安全方案主要是Tropos的TroposMetroMesh方案和Nortel的方案。

Tropos Metro Mesh方案，采用了多层安全架构，对客户机提供WEP、WPA保护;对无线路由器间的数据采用64/128bit WEP或128bitAES加密;同时使用VPN来增强整体的安全性。

链路层的保护是无线网络安全机制的第一步，但是单独的链路层保护不能提供对敏感数据的保护。

Nortel在安全方面也别具特色。

每个无线路由器间均建立经过加密的IPSec隧道。

以便安全地传送所有用户的数据业务、内部信令处理和管理信息，也就是说数据在无线路由器之间的传送都处于IPSee保护之下。

从成熟度看，WMN是正在研究中的技术，在研究中不断在不同方面结合各种技术的特点进行融合，而且暂时没有一个成熟的产品系列来支持该技术的大规模应用。

从应用前景看，WMN这一新兴网络不仅在无线宽带接入中有着广阔的应用空间，在其他方面如结合数据、图像采集模块可以对目标对象进行监控或数据采集，并广泛应用到环境检测、工业、交通等等领域。

无线通信技术在电力通信中的应用 篇6

一、无线通信技术的简介

无线通信技术是利用电磁波信号进行信息交换的一种通信方式。而无线通信主要分为卫星通信和微波通信。微波的传送距离很短，一般只有几十千米，但是由于它能够携带数量较大的通信信息，而得到了广泛应用。在利用微波传送信息时，必须借助于微波中继站来完成。卫星通信就是将通信卫星作为地球站或移动体之间的中继站，使它们之间能够通过微波进行通信联系。

二、无线通信技术的分类

无线通信技术的主流技术目前只有四种，主要是WLAN、W Max、WMN、3G等

2.1WLAN技术简介

WLAN技术也称为Wi-Fi技术，是一种利用无线通信技术，在局部范围内建立起来的通讯网络。它是以无线信道作为媒介，发挥类似于传统有线局域网的功能，使用户能够随时随地地接入宽带网络。WLAN可以延伸到附近90m左右，而且传输速率较快，特别适合同一楼层的用户接入使用。WLAN技术的研究已经趋于成熟，与其相关的应用产品也非常丰富，因此得到了广泛的应用。但是由于WLAN技术是利用空气发送和接收数据，使其存在着一定的安全隐患，容易受到外界攻击，而使覆盖范围内的数据遭到盗窃。另外，由于WLAN的相关应用产品参差不齐，使其传输的信号不是很稳定，让用户得到不好的体验。

2.2W Max技术简介

W Max的传输距离比较远，最远可达50Km的范围。它是一种新型的无线通信技术，能够通过静止和半静止的状态来进行网络访问，比较适用于互联网的高速连接。W Max的传输速率非常快，一般可以达到10M-70M左右，完全可以满足用户对于宽带上网的要求。而且W Max技术能够为用户提供不同形式的宽带连接，比如：固定式、移动式和便携式，以满足用户在不同情况下的互联网接入要求。

W Max技术由于推出时间晚，相对其他无线通信技术而言，要更为先进一些，但同时也存在着一些还未解决的问题，比如利用率低、频率复用性小等，并且由于其完成标准化的时间不长，还必须经过长时间的实践检验，才能进行推广应用。从应用前景来看，W Max技术的网络信号覆盖面广，在实际应用中能够减少中继站的数量，节约电力通信的成本。由于先进的技术和超远的传输距离，W Max技术被认为是未来无线通信技术的方向，受到了业界的青睐。

2.3WMN技术简介

WMN是源于AdHoc网络研究与开发的一种无线网状通信技术，其承载的信息量大，传输速度快，融合了WLAN技术和AdHoc网络的优势。WMN利用网络拓扑结构，有效避免了中心网络拥塞和单点故障等缺点，而且它能够与多种宽带无线接入技术相结合，组成有效的无线网状通信网络。

WMN虽然还处于研究之中，但是融合有不同的无线通信技术特点的WMN技术，将会在无线宽带接入中得到广泛应用。它的对象检测和数据采集功能，能够在环境检测和交通运输，以及工业生产中发挥巨大的作用。虽然目前还没有研究出相对成熟的产品来支持WMN技术的广泛应用，但是随着该技术的不断完善，不久之后，WMN必然能够在电力通信系统中占据一席之地。

2.4 3G技术简介

3G是第三代移动通信技术的简称，是指能够通过较高频率进行数据传输的一种蜂窝数据通信技术。3G技术是将国际互联网和无线通信相结合的一种移动通信技术，它的传输速率一般是几百kbps以上，用户可以通过3G技术传送声音、图片、以及数据信息等。目前的3G技术一般只有CDMA2000、WCDMA、TD-SCDMA这三种标准。从1996年提出标准开始，到2000年制订出完整的标准，再到如今的广泛应用，3G技术已经拥有相当多的实践经验，并且形成了一套完备的理论。从应用前景来看，3G技术在全球范围内的许多地区都已经得到了应用，比如欧洲国家、韩国以及日本等亚洲国家都已经将3G技术投入到了商业应用之中，此外，还有许多国家正在实现或者即将实现3G网络的全覆盖。

三、无线技术在电力通信中的应用

3.1电力通信对无线通信技术的要求

首先，电力系统中采用的无线通信技术，在灾难发生时，要能够作为紧急的通信工具，维持灾难发生区域与外界的正常联系。其次，由于部分地区之间相隔距离较远，架设光缆通信的费用较高，便可以考虑无线通信技术。再次，我国的配电系统自动化技术仍然比较落后，通过采用无线通信技术，不仅可以对配电系统进行实时监测，还能精确覆盖各个节点，减少线缆的成本。最后，对于电力楼层和电厂等小范围的网络覆盖，可以选择无线通信网络，这不仅可以避免综合性较强的布线系统，节省布线的成本，還能够在接入宽带无线网络时更加方便，迅速。

3.2无线通信组网

对几种无线通信技术分析发现，W Max和Wlan以及卫星通信等技术，比较适合应用于电力通信系统中的应急通信，而且W Max也适合于配电系统通信。因此，如果能够将W Max作为电力通信中的主要无线通信技术来研究，有望解决电力通信中的各种问题。为了避免平时对应急通信网络的闲置，减少网络建设的投资成本，可以考虑将W Max技术、Wlan技术以及卫星技术相结合，并研究出相应的解决方法。目前，光纤传输网和数据网络发展快速，可以通过利用它们现有的资源，将无线通技术进一步发展，使应急通信网络在平时的日常生活中也能得到良好应用。

四、结论

虽然目前的电力通信仍然是以光纤通信为主，但是无线通信技术由于具有不受地面限制和能够迅速部署的优点，能够作为电力通信系统的应急方案，并且能够在电网自动化技术中发挥巨大的作用。因此，无线通信技术可以作为一个补充手段，为电力通信系统提供自己的力量。

通信系统之无线通信技术的应用 篇7

关键词：无线通信,重要作用,应用模式

前言

目前来看, 我国的大多数通信系统工程内部管理通信模式都是传统的通信传输模式, 这一定程度上不利于通信系统工程的内部运作环节的稳定发展。通信系统工程的传统有线通信传输模式的应用范围是比较狭小的, 有线通信系统是不够健全的, 单一固定的通信模式, 不能实现日常维护环节的稳定有效运行, 同时由于其生产环境的复杂多变, 也不利于通信系统工程的内部安全生产的有效管理, 更不利于通信保障系统的有效保障。

1 关于无线通信技术的分析

1.1 对于某些大型通信系统工程的安全生产及管理来说, 无线通信技术的应用是非常必要的。

比如石化企业中传统的有线通信的运用, 其灵活性和稳定性不能确保其日常通信保障工作的稳定运行, 即不利安全生产事故的避免, 又不利于企业的综合生产效益的提高, 更不利于企业员工的个人安全系数的提升, 容易导致一系列的经济损失。针对通信系统工程的内部工作环境的现状, 就要进行无线通讯技术的应用, 促进其通信系统的健全, 进行有、无线通信系统的有效结合, 实现其防爆区域内部相关员工的动态化管理, 使通信系统工程的网路结构不断优化, 促进其通信系统工程的安全生产模式的更新, 确保其通过无线通信技术系统的运用, 促进其应急信息的有效传递, 保障其企业安全生产环节的稳定发展。

目前来说, 应用比较广泛的无线通讯技术有GPRS技术及其CDMA技术, 该技术实现了对无线网桥及其卫星通信模式及其短波通信模式的应用, 确保其数字电台的有效应用, 确保其接口环节、数据终端连接环节等的有效协调, 促进其传输环节的健全, 确保其数传电台的传输速率的提升, 确保其传输距离的有效规范, 满足了通信系统工程的内部通讯环节的发展需要。随着经济的发展, 其数传电台技术不断得到更新, 满足了实际工作的需要, 通过对其通信模式的深化应用, 实现数传电台的运作系统的健全, 促进其内部环节的有效协调, 促进其网络化、科学化、智能化发展, 满足了通信系统工程对于高宽带模式的数传电台的需要, 大大促进了我国市场经济建设的不断深化发展。

扩频微波和无线网桥技术是近几年兴起的一门数据传输技术。扩频微波最大优点在于较强的抗干扰能力, 以及保密、多址、组网、抗多径等, 同时具有传输距离远、覆盖面广等特点, 特别适合野外联网应用。而无线网桥是无线射频技术和传统的有线网桥技术相结合的产物。无线网桥是为使用无线进行远距离数据传输的点对点网间互联而设计, 它是一种在链路层实现LAN互联的存储转发设备, 可用于固定数字设备与其他固定数字设备之间的远距离、高速无线组网。这两项技术都可以用来传输对带宽要求相当高的视频监控等大数据量信号传输业务。

1.2 微波集群技术也是一种应用范围比较广泛的无线通讯技

术, 其实现了开放性的提升, 确保其距离的有效应用, 确保其无线通信技术系统的健全, 实现了对通讯设备的有效应用, 促进其无线连接模式的健全, 促进其成本环节的稳定发展, 促进该环节的综合效益的提升, 确保其数据通讯模式的深化应用, 促进其数字设备之间的有效协调, 实现了对相关CMOS芯片的有效应用。特别适用于小型的移动通讯设备, 使设备去掉了连接电缆的不便, 通过无线建立通讯。近期应用比较多的蓝牙技术以低成本的近距离无线连接为基础, 采用高速跳频和时分多址等先进技术, 为固定与移动设备通讯环境建立一个特别连接。作为一个新兴技术, 蓝牙技术的应用还存在许多问题和不足之处, 如成本过高、有效距离短及速度和安全性能也不令人满意等。蓝牙技术已成为近年应用最快的无线通讯技术, 它必将在不久的将来渗透到生活的各个方面。

2 关于超宽带技术应用环节的分析

随着市场经济的不断深化, 其超宽带技术不断得到更新, 该技术的发展历史是比较长的, 起初作为军事技术实现了对相关雷达通讯设备的应用, 促进其无线通信模式的不断深化应用, 满足了社会经济对于高速无线通讯模式的发展需要, 促进其超宽带技术系统的不断更新, 满足了通信系统工程的日常经济的发展需要。UWB是一种无载波通信技术, 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据, 它实现了对某种信号带宽的应用, 确保其无线通讯系统的健全, 它某种程度上突破了传统的连续载波通讯模式的局限性, 促进其脉冲信号的有效应用, 实现其信息的有效传递, 通过对其脉冲持续时间的有效控制, 确保其高速通讯模式的深化, 促进其脉冲带宽环节的有效控制, 确保其数据传输速率的提升, 促进其超宽带技术系统的健全。在高速通讯模式的应用过程中, 其UWB设备的发射功率是比较小的, 在实际工作过程中, 我们可以通过对UWB设备模式的应用, 确保其与无线电设备的有效应用, 确保其带宽的共享性的提升。

UWB是一种高速而又低功耗的数据通信, 抗干扰性能强, UWB采用跳时扩频信号, 系统具有较大的处理增益, 在发射时将微弱的无线电脉冲信号分散在宽阔的频带中, 输出功率甚至低于普通设备产生的噪声。UWB的数据速率可以达到几十Mbit/s到几百Mbit/s, 有望高于蓝牙100倍。UWB使用的带宽在1GHz以上, 高达几个GHz。超宽带系统容量大, 并且可以和目前的窄带通讯系统同时工作而互不干扰。通常情况下, 无线通讯系统在通讯时需要连续发射载波, 因此要消耗一定电能。而UWB不使用载波, 只是发出瞬间脉冲电波, 也就是直接按0和1发送出去, 并且在需要时才发送脉冲电波, 所以消耗电能少。

为了确保超宽带技术的广泛应用, 我们也要进行UWB保密环节的深化, 促进其保密性的提升, 通过对其跳时扩频环节等的应用, 促进其接收机环节的稳定运行, 促进其发射数据的有效应用, 以突破传统的接收机模式的局限性, 促进其系统的发射功率谱密度的有效控制, 确保其发送功率的积极控制。在实际工作中, 我们要进行其UWB系统模式的深化, 根据其发射功率比较小的特点, 进行通信设备环节的深化应用, 确保其实时通信环节的稳定运行, 促进其整体通信运作系统的健全, 促进其内部各个环节的有效协调, 以满足实际经济的发展需要, 满足市场经济通信环境的稳定。低发射功率大大延长了系统电源工作时间。成本低, 适合于便携型使用:由于UWB技术使用基带传输, 无需进行射频调制和解调, 所以不需要混频器、过滤器、RF/TF转换器及本地振荡器等复杂元件, 系统结构简化, 成本大大降低, 同时更容易集成到CMOS电路中。

3 结束语

无线语音通信及视频监控系统设计 篇8

关键词：视频监控,语音通信,语音广播,自适应差分脉冲编码调制,离散余弦变换

0引言

随着电子技术与计算机技术的发展, 视频监控主要经历了3个发展阶段:本地模拟视频信号监控、 基于PC的数字化视频监控、基于嵌入式的网络数字视频监控。本地模拟视频信号监控系统由于结构复杂, 可扩展性差, 容易受现场条件限制, 逐渐被淘汰。基于PC的数字化视频监控系统采用网络传输, 不受布线限制, 能够实现远距离传输, 可靠性也大大提高, 但其前端视频信号采集、压缩和通信结构复杂, 成本高, 难以应用于灵活性要求高的环境。基于嵌入式的网络数字视频监控系统将摄像机输出的模拟视频信号通过嵌入式视频编码器直接转换成IP数字信号, 性能更稳定, 且便于安装、维护, 易于实现系统的模块化设计, 但目前的监控系统只有视频监控, 缺少语音通信[1]。鉴此, 本文提出了一种基于ARM的无线语音通信及视频监控系统设计方案。

1系统总体设计

基于ARM的无线语音通信及视频监控系统由监控终端和监控中心组成。监控终端位于监控现场, 采用ARM9系列芯片S3C2440嵌入式微处理器作为核心处理器, 由CMOS摄像头、语音芯片、TP- Link无线网卡等组成。监控终端完成音频信号的采集与编解码、视频信号的采集与编码、数据的无线传输等功能。 监控中心是一台连入局域网的PC机, 负责整个系统的协调与控制, 完成与监控现场进行点对点语音通信、视频监控、报警处理等功能。

2系统硬件设计

系统硬件主要分为核心板和外围扩展电路板2个部分。核心板主要包括2 MB NOR FLASH、 256 MB NAND FLASH、64 MB SDRAM、晶振、电源;外围扩展电路主要包括摄像头模块、USB接口、 LCD显示模块、音频模块、摄像头辅助照明模块等, 如图1所示。

3系统软件设计

系统软件结构如图2所示。通过PC机进行功能选择, 选择结果以控制参数的形式发送到监控终端。可选择的功能包括视频监控、语音广播、点对点语音通信。在视频监控功能中, 由OV9650CMOS传感器摄像头采集监控终端图像数据, 该数据通过相应接口输入ARM9[2-3];处理器对图像数据进行JPEG编码压缩, 处理后的数据通过局域网发送到监控中心PC机上;PC机将接收到的编码数据进行JPEG解压缩, 最后将获得的图像及数据进行显示。 在点对点语音通信功能中, 监控中心与监控终端需要同时完成语音数据的编码与解码, 采用自适应差分脉冲编码调制 (Adaptive Differential Pulse Code Modulation, ADPCM) 编解码算法。在语音广播功能中, 监控中心与监控终端的网络通信通过Windows Socket通信技术实现。

3.1视频监控

在ARM端, 视频压缩采用C+ + 语言实现。 在S3C2440内部的camera接口有2个DMA通道: 预览DMA、编码DMA。这2个DMA在AHB总线上是分离的, 可以同时独立运行。预览DMA通道支持预览缩放、镜像、RGB格式输出, 编码DMA通道支持视频模块的镜像、旋转、YCrCb格式, 支持服务器对视频压缩比的设置。

摄像头P通道采集的图像格式设为RGB 5:6:5, 为了调试方便, 调用Display_Cam_Image () 函数在LCD屏上输出预览图像。由于P通道预览视频比较简单, 直接在驱动函数视频中断线程中完成。摄像头C通道采集的图像格式为YCrCb420。 对C通道YCrCb格式的数据进行处理, 首先需要将该数据从内核中提取出来, 传递到应用程序开辟的空间中;然后采用基于离散余弦变换 (Discrete Cosine Transform, DCT) 的视频压缩算法对YCrCb格式的数据进行压缩, 流程如图3所示。

3.2音频通信

音频数据的采集和播放分别用Record () 和Display () 函数实现。音频的循环采集和播放是由DMA实现的, 但音频编码和解码是由CPU实现的, CPU占用率较高, 因此, 将解码和编码放在2个线程中执行[4-5]。采用ADPCM算法压缩采集到的音频信号。语音通信流程如图4所示。

3.3 Socket通信的实现

(1) 控制命令和重要数据的传输采用基于TCP的流式套接字编程。

(2) 语音、视频数据帧的传输采用基于UDP的数据报套接字编程。

4系统测试

将3个装载同样系统与程序的监控终端, 通过TP-Link、无线路由与PC机组成一个局域网, 再为3个系统分配不同的IP地址, 进行如下测试:

(1) 选择对3个监控终端进行视频监控, 可以观察到PC机上显示的视频图像较清晰流畅。

(2) 选择对3个监控终端进行点对点语音通信, 可通过耳麦与监控终端进行较清晰的语音通信。

(3) 选择语音广播功能, PC机与所有监控终端同时通信, 监控终端可以通过耳机听到PC机控制人员发出的语音命令。

5结语

基于ARM的无线语音通信及视频监控系统采用嵌入式Windows CE操作系统进行音视频的采集, 对数据进行压缩处理后, 采用TCP/IP协议, 通过无线局域网将数据传输给监控PC机。测试结果表明, 该系统实现了清晰的语音通信和流畅的视频图像监控, 具有集成度高、可靠性好、成本低的优点, 可满足复杂环境下的监控要求。

参考文献

[1]韩观振.基于ARM的无线视频流媒体传输系统的设计与实现[D].吉林:吉林大学, 2011.

[2]杨辉, 刘海龙, 高子洁.基于ARM及Windows CE6.0的塔机安全监控系统[J].计算机测量与控制, 2012, 20 (1) :78-80.

[3]李尚柏, 钟睿, 粟思科.基于ARM的嵌入式Windows CE系统高级开发技术[M].北京:清华大学出版社, 2011:8-10.

[4]郭欣佳.基于ZigBee的语音通信终端系统的设计与实现[D].武汉:武汉理工大学, 2012.

[5]童林.基于ZigBee的区域无线控制系统[D].合肥:中国科学技术大学, 2010.

无线视频通信论文 篇9

关键词：视屏通信,质量,OFDM无线传输技术

科技的发展给人们的生活带来许多便利, 现在人们对于通信技术和通信水平的要求越来越高了, 无线视频传输技术已经受到了社会各界人士的关注。随着无线视频传输技术的成熟发展, 无线链路的稳定性及如何提高目前无线网络资源利用率, 已经成为了无线网络通信研究的重要课题之一。

一、OFDM无线传输技术的定义及特点

OFDM技术最初用于军事战争通信, 随着OFDM技术的深入, 后来逐渐用于数字视频广播、ETS标准的数字音频广播、高清晰度电视中。近几年随着科技的发展和需要, OFDM技术又被用于手机视频通信中。OFDM是不连续多音调的正交频分复用技术, 它最显著的优势就是可以将不同频率的大量信号合并成单一的信号传输。OFDM技术可以将信道分成许多正交子信道, 将原本处于高速的电子流转化成低速的电子流, 把降速的电子流分配到各个子信道上传输。为了减少子信道电子流之间的影响, 可以通过相关技术使正交信号接收端口的电子流分开。母信道上相关的信号宽带大于各个子信道上的信号宽带, 为了消除码间串扰, 在业界通常将子信道看作是平坦型衰落。这是因为OFDM技术抗干扰性强的优势, 所以它才能在40年的发展史中迅速崛起, 成为通信中最重要的通信技术之一, 也常常被用于容易受外界干扰的传输介质中。

二、如何提高视频通信质量的OFDM无线传输技术

2.1前向纠错编码的无线视频传输技术

前向纠错编码的无线视频传输技术是目前通信中最常见的用于纠错和检测的传输技术。它主要是通过在传输信息中加入一定量冗余当作检验信息, 在解码过程中可以检验和纠正错误传输信息。可以将无线视频传输中的错误分为随机比特错误和删除错误两类, 要想降低无线视频传输过程中出现的随机比特错误的概率, 可以将前向纠错编码应用与压缩视频比特流中, 比如:H.263视频编码标准中就明确指出了BCH码, 可以有效地降低随机比特错误对视频传输质量的影响。为了降低无线视频传输中的删除错误, 可以将前向纠错编码分组使用, 运用统计学原理可以降低视频分组出现错误的概率, 比如:s.H.Lee掣58l使用Reed.Solomon编码与块交织相结合的方式来恢复传输中丢失的视频分组。综上可知, 前向纠错编码的无线视频传输技术, 可以有效的降低传输中错误对视频恢复的影响。它的缺点在于前向纠错编码的无线视频传输技术在传输过程中, 会引入一定量冗余的检测编码, 这些检测编码降低了传输效率, 并且在前向纠错编码的无线视频传输技术解码过程中浪费了时间。所以前向纠错编码的无线视频传输技术适合稳定状态的信道。

2.2自动请求重发的无线视频传输技术

自动请求重发的无线视频传输技术同样也是提高通讯数据可靠性的技术之一, 它主要利用了接收端对错误信息进行反馈重传, 直到接收端接受的信息中没有出现错误信息为止。自动请求重发的无线视频传输技术可以与前向纠错编码的无线视频传输技术结合使用, 这种技术的关键之处在于接收端进行重传时会造成时间上的损失, 所以不适合急时行的视频传输。为了解决自动请求重发的无线视频传输技术的时间损失, 以M.Podolsky为代表的研究人员率先提出了“时延受限的重传”机制, 这种机制可以降低最大重传的次数, 从而在固定的时间内传输更多的视频信息, 提高传输的可靠性, 达到改善视频通信质量的最终目的。合理机制的自动请求重发无线视频传输技术, 可以在不增加冗余量的基础上增加视频传输的可靠性, 从而提高视频传输质量。它的缺点在于视频接收端和发送端之间必须有稳定的反馈信道, 并且自动请求重发无线视频传输技术还会增大网络负载。

2.3分级调制的无线视频传输技术

分级调制的无线视频传输技术主要是将不同种类的业务数据映射在调职符号的不同位置, 使得调制符号中不同位置数据的抗误码性不同, 这种技术可以适应不同的无线接收环境。与前向纠错编码的无线视频传输技术和自动请求重发的无线视频传输技术相比, 分级调制的无线视频传输技术不会引入过多的冗余也不会引入过多的浪费传输时间, 并且方便与其他技术相结合使用, 在提高视频通信质量的OFDM无线传输技术中, 分级调制的无线视频传输技术被广泛使用。不过这种技术最大的缺点在于采用了启发式的星座点调整方案, 不适于多变的无线信道传输。

三、结束语

视频通信是时代发展的产物, 如何提高视频通信质量是现在社会普遍关注的问题, 本文重点论述了三种提高视频通信质量的技术, 希望能对视频通信质量的改善有所帮助。

参考文献

[1]邓磊.OFDM技术在无源光网络及光无线系统中的应用与研究[D].华中科技大学, 2012.

[2]樊同亮.OFDM系统的信道估计和信号均衡技术的研究[D].重庆大学, 2012.

无线视频通信论文 篇10

过去几十年间, 随着半导体、微电子和计算机技术的迅猛发展, 个人无线通信产业发生了爆炸性的增长。从移动电话到无线局域网 (Wireless Local Area Network, WLAN) , 新兴的业务类型层出不穷 , 人们在享受无线网络所带来便捷与乐趣的同时, 日益增长的频谱需求和有限的频谱资源之间的矛盾也在急剧深化, 为了缓解这一矛盾, 研究人员提出 了一种新 的融合技 术思路———无线 认知网络 (CognitiveRadio Network) [1,2]。

无线认知网络 (CRN) 是指网络能够感知外部环境, 通过对外部环境的理解与学习, 实时调整通信网络内部配置, 智能地适应外部环境的变化。其主要目的是向用户提供最佳的端到端效能 (End to End Efficiency) 。它融合了认知无线电技术的特点, 并考虑无线环境的信道特点、无线网络的拓扑特征及无线终端的业务特性, 分辨当前网络状态, 然后根据这些状态进行规划、决策和响应, 同时网络能在自适应过程中不断学习, 并将它们用于后续决策, 实现端到端效能的优化目标[3,4]。

1 无线认知网络关键技术

目前, 无线认知网络的研究主要集中在以下几个方面:频谱感知 (spectrum sensing) 、频谱共享 (spectrum sharing) 、动态频谱接入 (dynamic spectrum access) [5]。区别于传统无线网络的信道分配, 认知网络的信道分配往往需要基于实时感知的信道状态, 因此, 频谱感知是所有工作的基础与核心。

1.1 频 谱感知

作为认知网络的主要核心技术之一的频谱感知技术, 其目的是要发现在时域、频域及空域的频谱空洞, 进而供认知用户机会式利用频谱。

频谱感知技术可以分为基于干扰的检测、主用户信号检测和协作检测, 目前的频谱感知技术主要是基于主用户发射机检测, 其频谱感知方法主要又分为匹配滤波器检测、能量检测、循环平稳特征检测三种。

1.1.1 匹配滤波器检测

如果主用户信号是确定性信号, 那么在加性高斯白噪声 (AWGN) 条件下最佳检测器就是匹配滤波器, 它可以使输出信噪比达到最大。匹配滤波器检测的优点是能快速度准确检测主用户是否存在, 但是, 此方法需事先知道授权用户的信息, 对授权用户需要专门的接收器, 必须定时和频率同步。此外, 计算量也较大, 若先验知识不准确, 则匹配滤波器的性能会大大下降。

1.1.2 循环平稳特征检测

通常, 无线通信信号都具有循环平稳性, 而噪声和干扰则不具有这种特性, 因此可以通过循环平稳特征检测法来检测主用户信号是否出现。该方法能从调制信号功率中区分出噪声能量, 可以在较低的信噪比下进行检测信号, 但其计算复杂度较高。

1.1.3 能量检测

能量检测是最简单、最为经典的信号检测方法, 也是目前研究的热点。能量检测法相对简单、易实施, 另外, 它为非相干检测, 对相位同步要求低。但是, 该方法在低信噪比情况下的检测性能较差, 易受噪声不确定性的影响, 且不能辨别主用户类型。

1.2 频 谱共享

无线认知网络的频谱共享是指次用户在不影响主用户的前提下与其共享一段频谱, 是认知无线网络的关键技术之一。其目标是有效管理对主用户的干扰, 并提高频谱的机会利用率。

频谱共享主要包括两个方面:次用户之间的频谱共享以及次用户和主用户之间的频谱共享, 可根据架构、频谱分配行为等因素可大致分为三类:

(1) 基于网络架构

基于网络架构通常可分为集中式频谱共享和分布式频谱共享。集中式频谱共享是由某个中心服务器根据全局信息计算和执行整体二级用户网络的空闲频谱分配。每个二级用户独立进行频谱感知, 然后将感知到的信息发送到中心服务器, 由中心服务器综合对这些信息分配到空闲频谱。

与集中式频谱共享不同, 分布式分配将认知终端看作是一个自治的智能体, 每个认知终端根据自己获得的频谱信息计算和决定如何使用这些空闲频谱, 分布式分配主要应用于无中心服务器的场合。

(2) 基于频谱分配行为

基于频谱分配行为又可分为协作式频谱共享和非协作式频谱共享两类。协作式频谱共享考虑到各节点间行为的相互影响, 即每个节点都会与其它节点分享自己的感知信息;而非协作式频谱共享则不考虑其它认知节点间的干扰。在实际应用中, 协作式方案要好于非协作式方案, 更接近整体性能的最优化, 在一定程度上更为公平, 同时也提高了吞吐量。

(3) 基于接入技术

现有大部分基于接入技术研究针对认知无线电商用进行的, 主要采用基于填充式共享方式, 即只针对主用户未使用频谱下进行的, 基于完全检测信息下对主用户的干扰最小。

1.3 动态接入

与传统的固定频谱分配方式不同, 动态频谱接入技术是一种动态自适应的频谱管理方式, 能更好的利用已有的低效的频谱资源来满足无线通信服务。动态频谱接入方式可分为以下三种策略模型[8]:

(1) 动态专用模式

动态专用频谱管理方式保留了现有的频谱管理策略结构, 即主用户有着对频谱资源的独占权;但它们不仅可以自由选择其所使用的技术, 还可以选择其所提供的服务。

(2) 开放共享模式

开放共享模式这种频谱管理方式得益于无线通信的发展, 该技术能够使得不同的系统共存, 而且相互之间不会产生严重的干扰, 因此, 不需要对频谱资源进行独立的授权。

(3) 多层接入模式

多层接入模式可以看作是动态专用模式和开放共享模式的一个折中, 与动态专用和开放共享模式相比, 多层接入模式更符合现有的频谱资源管理策略和无线系统。此外, 频谱正交的接入方式与频谱重叠相比去除了次用户发射功率所受的严格限制, 一定程度上提高了其信道容量和吞吐量, 而且有着更广泛的应用。

2 结束语

作为未来无线通信网络技术的引领, 无线认知网络就有广阔的研究前景与应用价值。本文对无线认知网络一些关键问题进行了总结, 从频谱感知、频谱共享和动态频谱接入几方面进行深入分析与探讨。无线认知网络将在未来的无线通信领域, 以其独特的技术优势广泛应用于军事、工业、环境、医疗等各领域。

摘要：随着信息通信技术的迅猛发展, 有限的频谱资源变得愈发紧张。为了缓解日益严重的频谱资源紧张问题, 无线认知网络技术应运而生, 成为引领未来无线通信技术方向的“大事件”。本文针对无线认知网络技术, 从概念、研究现状和目前所研究的关键技术几方面进行了探索、剖析与探讨。

关键词：无线认知网络,频谱感知,频谱共享,动态接入

参考文献

[1]王永华.杨健.无线认知传感器网络的研究[J].计算机科学, 2011 (7) :41-45.

[2]李建中.高宏.无线传感器网络的研究进展[J].计算机研究与发展, 2008, 45 (1) :1-15.

[3]王再励.认知无线网络中的协作频谱检测技术研究[D].北京邮电大学, 2011.

[4]张国伟.认知无线电网络中频谱感知技术研究[D].山东大学, 2011.

浅谈蜂窝无线通信系统 篇11

关键词 蜂窝网络 无线通信 网络系统

中图分类号：TN92 文献标识码：A

1蜂窝无线通信

1.1无线网络

通信网络：由多个通信点和通信链路，按照一定的组织形式所构成的通信系统的统一体。广义地讲，它包括一切用于传递信息的网络，它是实现信息传递的物质技术基础。

通信点和通信链路是通信网络的两个基本要素。如果通信链路是有线的（例如双绞线、光纤等），则对应的通信网络为有线网络;如果通信链路是无线的（依靠电磁波进行传输），则对应的通信网络为无线网络。

1.2 蜂窝网络

无线通信链路具有恶劣的物理信道特征，比如由于传播途径中有再大的障碍物，会产生时变多径和阴影。此外，无线蜂窝系统的性能还会受限于来自其他用户的干扰，因此，对干扰进行准确的建模就很重要。很难用简单的解析模型来描述复杂的信道条件，虽然有集中模型确实易于解析求解并与信道实测数据比较相符，不过，即使建立了完美的信道解析模型，再把差错控制编码、均衡器、分集及网络模型等因素都考虑再链路中之后，要得出链路性能的解析在绝大多数情况下任然是很困难的甚至是不可能的。因此，在分析蜂窝通信链路的性能时，常常需要进行仿真。

1.3 蜂窝无线通信网络

跟无线链路一样，对蜂窝无线系统的性能分析使用仿真建模时很有效的，这是由于在时间和空间上对大量的随机事件进行建模非常困难。这些随机事件包括用户的位置、系统中同时通信的用户个数、传播条件、每个用户的干扰和功率级的设置、每个用户的话务量需求等，这些因素共同作用，对系统中的一个典型用户的总的性能产生影响。前面提到的变量仅仅是任一时刻决定系统中的某个用户瞬态性能的许多关键物理参数中的一小部分。蜂窝无线系统指的是，在地理上的服务区域内，移动用户和基站的全体，而不是将一个用户连接到一个基站的单个链路。为了设计特定大的系统级性能，比如某个用户在整个系统中得到满意服务的可能性，就得考虑在覆盖区域内同时使用系统的多个用户所带来的复杂性。因此，需要仿真来考虑多个用户对基站和移动台之间任何一条链路所产生的影响。

链路性能是一个小尺度现象，它处理的是小的局部区域内或者短的时间间隔内信道的顺时变化，这种情况下可假设平均接收功率不变。在设计差错控制码、均衡器和其他用来消除信道所产生的瞬时影响的部件时，这种假设时合理的。但是，在大量用户分布在一个广阔的地理范围内时，为了确定整个系统的性能，有必要引入大尺度效应进行分析，比如在大的距离范围内考虑单个用户受到的干扰和信号电平的统计行为时，忽略瞬时信道特征。我们可以将链路级仿真看作通信系统性能的微调，而将系统级仿真看作时整体质量水平粗略但很重要的近似，任何用户在任何时候都可预计达到这个水平。

2 无线网络分类

（1）卫星通信网络（Satellite Network）

这类网络能够提供全球覆盖，但是其资费水平很高，传输时延也很大（LEO的传输时延约为20-25ms，GEO的传输时延约为250-280ms）。

（2）无线广域网（WWAN）

这类系统的覆盖范围可达省际甚至洲际，支持静止、步行或者车载的移动用户，当用户处于静止状态时最多能够获得2Mb/s的数据传输速率。

（3）无线城域网（WMAN）

这类网络能够提供城域覆盖，峰值传输速率可达70Mb/s，能够支持的最高移动速率约为120 km/h。

（4）无线局域网（WLAN）

例如IEEE 802.11bWLAN，能够在较低的资费水平下提供最高可达11Mb/s的数据传输速率，但是只能支持低速移动的用户，而且传输距离只有几十米到几百米。

（5）无线个域网（WPAN）

例如Bluetooth。该系统的最高数据传输速率可达3Mb/s，传输距离通常不超过10米。

3 蜂窝无线通信系统中信道分配的与优化

3.1 信道分配的方法与策略

目前的信道分配策略可以分为三类：固定信道分配（FCA）、动态信道分配（DCA）和混合信道分配。

当前资源需求服务的有效传递以及实现无缝衔接的移动性管理对信道分配控制算法提出更高要求，尤其是基站之间的快速越区切换。为越区呼叫预留更多的信道是保证更高服务质量（QoS）的方法，但也会存在浪费资源的危险，不利于资源的高效利用。因此信道分配策略要保证合适的越区预留信道数，以达到当保持大规模的通信连接时能保证服务质量和高效资源利用率的平衡。

3.2 信道分配——越区切换时的信道分配

越区切换时的信道分配是解决当呼叫要转换到新小区时，新小区如何分配信道，使得越区失败的概率尽量小。

常用的做法是在每个小区预留部分信道专门用于越区切换。 这种做法的特点是：因新呼叫可使用信道数的减少，要增加呼损率，但减少了通话被中断的概率，从而符合人们的使用习惯。

4 结语

无线通信发展趋势 篇12

1 现状

宽度无线通信技术应用的活跃性和热点不断;公众移动通信一直朝着上升的趋势发展, 但是在区域上存在着不均衡的现象。上述这两点是全球无线通信产业较突出的两点。全球移动市场增长的不均衡性具体体现如下:目前北美国家移动用户较多, 普及率较高, 但是新增用户正在不断降低。发展中国家, 像非洲和亚洲地区的国家, 移动用户增长速度比较剧烈。就移动用户创造的价值来看, 新兴发展中国家的ARPU值不如欧美的发达国家高, 与其存在较大的差距。数据新业务市场, 日本和韩国呈现爆发的态势, 逐渐成为全球的焦点。我国移动通信增长速度较快, 像CDMA、GPRS等等2.5G数据业务呈现不错的发展趋势, 并且3G发展势头发展不错。目前无线通信热点较多, 不断培育出了新的用户群, UWB、WLAN、宽带固定无线接入技术, 都是新无线通信热点, 这些新的技术给无线通信产业注入了新的活力。

2 技术

2.1 举世瞩目的3G

目前亚洲成为3G发展最快的地区, 除了动作最快的日本和韩国, 泰国、香港、台湾也已经发出3G牌照。2009年1月7日, 工业和信息化部为中国移动、中国电信和中国联通发放3张3G牌照, 中国移动获得TD-SCDMA运营牌照, 中国电信和中国联通分别获得CDMA2000和WCDMA运营牌照, 此举标志着我国正式进入3G时代。中国联通的3G采用世界应用最广泛的WCDMA技术, 业务品牌为“沃”。众所周知, WCDMA是全世界建设最广泛、技术成熟度最高、可漫游国家最多、支持手机款式最多的3G标准。

2.2WLAN

WLAN (无线局域网) 顾名思义是一种借助无线技术取代以往有线布线方式构成局域网的新手段, 可提供传统有线局域网的所有功能, 是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它是通用无线接入的一个子集, 支持较高传输速率 (2Mb/s~54Mb/s, 甚至更高) , 利用射频无线电或红外线, 借助直接序列扩频 (DSSS) 或跳频扩频 (FHSS) 、GMSK、OFDM等技术, 甚至将来的超宽带传输技术UWBT, 实现固定、半移动及移动的网络终端对Internet网络进行较远距离的高速连接访问。

2.3 超宽带无线接入技术UWB

UWB (Ultra Wideband) 是一种无载波通信技术, 利用纳秒至微微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。通过在较宽的频谱上传送极低功率的信号, UWB能在10米左右的范围内实现数百Mb/s至数Gb/s的数据传输速率。UWB具有抗干扰性能强、传输速率高、带宽极宽、消耗电能小、发送功率小等诸多优势, 主要应用于室内通信、高速无线LAN、家庭网络、无绳电话、安全检测、位置测定、雷达等领域。

3 趋势

3.1 技术互补

无线通信领域的技术具有互补性, 其互补性主要体现在不同的接入技术, 其接入速率、技术特点、适用的区域和覆盖范围不同。像UWB、WLAN和3G可以较好的实现互补。3G可以解决很多移动性的需求, 像强漫游和广域无缝覆盖, WLAN可解决中距离的数据接入问题, 像UWB则可以较好的实现近距离的超高速无线接入。因此应该推进各种无线接入技术的发展, 推进组网的一体化, 使接入手段更加多元化, 更好的满足用户的需求, 解决通信发展的不平衡问题。

3.2 无线频率资源

对于无线频率资源应该有所增加, 推进频谱的应用和规划。无线频率资源的增加有利于满足客户的需求, 使各个企业根据自己的实际情况进行规划, 更好的更有效利用和配置资源。相关部门应该加强对频率资源的管理, 对于闲置的应该采取一定的措施, 促进其利用或者开展相应的回收工作。

3.3 新兴移动市场

借鉴发达国家的经验, 移动话音用户较多, 但是现在要想通过用户增长的模式已经不能实现其发展。欧美发达国家为了实现更大的利润希望通过3G平台来创造效益。3G技术目前在全球已经启动4G技术也逐步兴起, 我国应该借鉴欧美的经验, 尽快加快新兴移动市场的培育与建设。

3.4 宽带无线接入技术火热

该技术覆盖的范围越来越大, 并且朝着高宽带的方向发展。展望未来, 相信定会有新的技术促进整个无线通信产业的发展。目前宽带接入技术还是主要集中固定环境下的接入, 和公众移动通信网络相比, 其语音支持能力和移动性很难与其抗衡。未来避免资源的浪费, 为了充分发挥其技术优点, 应该把握全局, 使移动网络和宽带无线技术更好的融合在一起, 弥补彼此的缺点。

3.5 综合一体化

未来的无线通信网络将是一个综合的一体化的解决方案, 各种无线技术都将在这个一体化的网络中发挥自己的作用。从大范围公众移动通信来看, 3G或超3G技术将是主导, 形成对全球的广泛无缝覆盖;而WLAN、UWB等宽带接入技术, 将因其不同的技术特点, 在不同覆盖范围或应用区域内, 与公众移动通信网络形成有效互补。

3.6 NGN平台

更远的未来, 通信信息网络将向下一代网络NGN融合。在未来NGN概念中, 固定网络将形成一个高带宽、IP化、具有强Qo S保证的信息通信网络平台。在这一平台上, 各种接入手段将成为网络的触手, 向各个应用领域延伸。而3G、宽带固定无线接入、各种无线局域网或城域网方案, 都将成为大NGN平台的延伸部分。

结束语

目前无线通信现状不容乐观, 用户需求和地域的不平衡性、移动网络带宽不足和带宽需求的矛盾等问题比较突出。为了解决无线通信网络的需要, 应该建立统一的网络规划, 充分利用不同的技术, 使无线通信网络的综合能力和整体优势能够得到很好的发挥, 进而解决无线通信网络的各种矛盾。为了促进无线通信技术的发展, 相关政府部门应该积极的为其运营提供资源和条件。总结来看, 无线通信将朝着网络一体化、接入多元化、融合固定网络、应用综合化的宽度无线网络发展。

参考文献

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[2]戴希云, 邹进兴, 李兆宏.WCDMA系统技术演进——全IP的WCDMA[J].中国无线电, 2005 (6) :23-32.